Unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman terdiri dari unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro dibutuhkan dalam jumlah banyak seperti nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg) dan sulfur (S). Sedangkan unsur hara mikro dibutuhkan dalam jumlah sedikit yang memberikan peran sebagai unsur-unsur penunjang bagi pemanfaatan unsur-unsur makro oleh tanaman antara lain besi (Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), boron (B), dan molibdenum (Mo). Unsur mikro dibagi menjadi unsur mikro esensial dan non-esensial/fungsional.

Unsur hara dianggap esensial jika memenuhi 3 kriteria yaitu 1) diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman secara normal, 2) unsur tersebut memegang peran yang penting dalam proses biokimia tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan oleh unsur lain, 3) peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman dibutuhkan secara langsung. Semua unsur hara makro adalah esensial bagi tanaman. Namun terhadap unsur mikro tidak semuanya esensial.

Unsur mikro non-esensial/fungsional yaitu unsur hara yang tidak selalu diperlukan tanaman, atau hanya diperlukan oleh jenis-jenis tanaman tertentu. Meski mempunyai manfaat bagi tanaman namun peranannya bisa digantikan oleh unsur hara yang lain. Cobalt (Co) merupakan unsur hara non esensial yang mempunyai peran dalam penambatan nitrogen simbiotik pada tanaman kacang-kacangan, namun peranan tersebut bisa digantikan oleh molibdenum (Mo). Silika (Si) merupakan unsur mikro non esensial yang berperan dalam penguatan dinding sel, namun tanpa silikon tanaman masih tetap bisa tumbuh normal. Natrium (Na) juga merupakan unsur non esensial yang peranannya hanya sebagai penunjang unsur kalium manakala terjadi kekahatan kalium, tapi tidak bisa menggantikan peranan kalium secara keseluruhan. Selain itu ada nikel (Ni), selenium (Se), titan (Ti), dan Iodine (I).

Silika merupakan unsur yang paling melimpah kedua kerak bumi setelah oksigen, lebih dari 75%  kerak bumi terdiri dari oksigen dan silika. Silika tersedia dalam tanah dalam bentuk asam silikat, umumnya ditemukan dalam konsentrasi berkisar antara 0,1-0,6 mM. Isa et al (2010) menyebutkan bahwa unsur silika banyak terkandung dalam tanah dan 50%-70% dalam bentuk SiO₂.

Silika memang bukan merupakan unsur hara esensial, namun unsur ini diserap dalam jumlah banyak oleh beberapa tanaman akumulator silika termasuk tebu. Serapan yang cukup banyak ini seringkali tidak diimbangi dengan pemupukan silika, sehingga menyebabkan kadar silika tanah menurun. Keberadaan silika seringkali kurang diperhatikan, padahal silika memiliki peranan penting untuk tanaman. Zargar et al. (2019) menyatakan bahwa silika memberikan efek menguntungkan pada pertumbuhan dan produktivitas berbagai spesies tanaman dalam berbagai kondisi lingkungan. Mekanisme utama yang mempengaruhi kemampuan silika untuk mengurangi dampak cekaman kekeringan meliputi peningkatan serapan dan transportasi air, pengaturan perilaku stomata dan kehilangan air transpirasi, akumulasi zat terlarut dan zat osmoregulasi, dan menginduksi pertahanan tanaman yang terkait dengan kejadian sinyal, sehingga menjaga keutuhan tanaman. keseimbangan air tanaman.

Beberapa kajian menjelaskan bahwa silika memiliki beberapa peran penting terhadap tanaman tebu (Saccharum officinarum). Yukamgo dan Yuwono (2007) mengemukakan silika merupakan unsur hara bermanfaat bagi tanaman tebu dan diserap dalam jumlah yang lebih besar dari unsur hara lainnya, bahkan melebihi serapnnya terhadap air. Selama pertumbuhan (1 tahun), tebu menyerap silika sekitar 500-700 kg per ha lebih tinggi dibanding unsur-unsur lainnya. Tanaman ini menyerap unsur hara silika sebesar 500-700 kg per ha, sementara pada penyerapan unsur hara makronya menyerap 50-500 kg nitrogen per ha, 100-300 kg kalium per ha, dan 40-80 kg fosfor per ha (Mativchenkov dan Calvert, 2002). Mulyadi dan Toharisman (2008) menambahkan, tanaman tebu memiliki kandungan silikat pada jaringannya dalam presentase yang cukup tinggi yaitu 2% dari bobot keringnya.

Silika sebagai unsur bermanfaat pada tanaman tebu memiliki banyak peran positif dalam pertumbuhan dan produksi tanaman tebu. Yukamgo dan Yuwono (2007) dan Savant et al. (1999) mengungkapkan peran silika pada tanaman tebu, antara lain meningkatkan fosfor tersedia, meningkatkan ketahanan tebu terhadap cekaman biotik dan abiotik, meningkatkan ketegakan daun, meningkatkan bobot dan mencegah inversi sukrosa pada batang tebu. Telaah di Mauritius menunjukkan bahwa pemberian 247 ton per ha debu bassalt meningkatkan hasil tebu cukup nyata.

Pemberian yang besar tersebut meningkatkan kandungan silika dan menurunkan kandungan mangan di jaringan tanaman (Pawirosemadi, 2011). Dari hasil penelitian yang dilakukan Mulyadi dan Toharisman (2003), pemupukan silika dengan dosis 100-700 kg per ha menunjukkan hasil yang nyata lebih tinggi sekitar 5-10% dibanding dengan tanpa perlakuan pemupukan silika. Serupa dengan pengaruh terhadap bobot, pemupukan silika juga dapat meningkatkan hasil gula sebesar 9-12%. Toharisman et al. (2010) melaporkan aplikasi 250 kg per ha pupuk silika memberikan pengaruh peningkatan rendemen yang nyata dimana terjadi peningkatan sebesar 4,23% di area Tjukir dan 13,11% di area Tersana Baru.

Hartatik et al. (2017) menyatakan bahwa pemberian silika secara signifikan mampu meningkatkan tinggi tanaman, panjang batang, diameter batang, berat dan volume akar. Di sisi lain, varietas tidak berpengaruh terhadap pertumbuhan tebu, sama halnya interaksi dengan sumber silika. Abu bagas merupakan sumber silika yang memberikan pengaruh terbaik dalam meningkatkan panjang batang, diameter batang, berat dan volume akar tebu. Aplikasi penyemprotan pupuk silika nano pada tebu berpengaruh positif terhadap pertumbuhan tanaman tebu dengan meningkatkan jumlah daun, populasi tanaman, tinggi tanaman, diameter batang, dan panjang ruas batang tebu (Pikukuh et al., 2015). Hasil tertinggi diperoleh dari interaksi antara 4 kali aplikasi pemupukan silika nano dengan konsentrasi 30% yang menghasilkan tinggi tanaman senilai 405,03 cm, diameter 2,82 cm, dan jumlah tanaman per meter juring mencapai 11 tanaman.

Tebu menyerap silika dalam bentuk H₄SiO₄, yaitu suatu bentuk silika yang tidak bermuatan sehingga relatif tidak mobil dalam tanaman. Oleh karena itu, konsentrasi silika dalam tanaman tebu sangat tergantung kepada konsentrasi silika yang larut dalam air tanah. Pergerakan silika dari akar ke batang dan bagian tanaman lainnya mengikuti aliran air. Air diserap akar, masuk ke batang kemudian menguap lewat batang/daun. silika terakumulasi dalam sel epidermis tebu, kemudian berintegrasi kedalamnya sehingga akan memberikan kekuatan kepada batang dan daun tebu.

Peran silika untuk mengurangi stress garam pada tanaman tebu dilakukan oleh Ashral et al (2010). Dalam penelitian tersebut digunakan tanaman tebu yang toleran garam dan sensitif garam, pada umur 20 hari diberikan perlakuan NaCl 0 dan 100 mM NaCl dengan perlakuan empat tingkat silika yang berbeda. Dalam studi ini NaCl menyebabkan pengurangan hasil tebu dan kualitas nira dalam genotipe yang sensitif dan toleran, dianggap berasal dari peningkatan penyerapan Na+ yang memiliki hubungan terbalik dengan K+ dan menyebabkan berkurangnya rasio Na+/K+ yang merupakan indikator yang baik untuk menilai toleransi tanaman terhadap salinitas. Tanaman tebu yang toleran garam terhadap NaCl adalah akumulasi Na+ yang lebih rendah dibandingkan genotip yang sensitif terhadap garam.

Perlakuan NaCl mempunyai efek mendalam pada biosintesis sukrosa dalam daun dan translokasi ke tangkai untuk penyimpanan. Penambahan berbagai tingkat silika pada kondisi stres garam berinteraksi dengan Na+, mengurangi penyerapan dan transportasi ke tunas dengan peningkatan resultan hasil tebu dan kualitas nira dari kedua genotip. Efek yang bersifat memperbaiki dari penambhan silika dalam mengurangi efek merusak dari NaCl dapat berhubungan dengan Si yang ireversibel diendapkan sebagai silica amorf (SiO₂.nH₂O) di dinding sel dan lumen, sehinga dengan demikian mengurangi translokasi garam ke tunas.

Studi lain juga menunjukkan bahwa deposisi dan polimerasi silikat dalam endodermis dan rhizodermis menyebabkan mekanisme yang mungkin dimana silika secara fisik dapat menghalangi aliran pintas transpirational seluruh akar dan menahan transportasi apolastic garam. Selain itu pengurangan rasio Na+ pada tunas dan Na+ pada akar dari kedua genotip tahan dan sensitif, dengan penambahan silika pada kondisi adanya NaCl juga menunjukkan bahwa penyerapan Na+ dan transportasi ke tunas dari akar sangat dihambat oleh penambahan silika pada kondisi stres garam.

Kalium mempunyai peranan penting bagi kelangsungan hidup tanaman dibawah kondisi stress garam. Mekanisme yang mungkin yang menyebabkan silika mampu merangsang tanaman untuk menyerap K+ pada kondisi stressgaram adalah aktivasi H+-ATPase pada membran. peningkatan kualitas hasil dan nira dari kedua genotipe tebu tersebut oleh silika pada kondisi stres garam dapat dikaitkan dengan Si-enzim kompleks yang berfungsi sebagai pelindung atau regulator aktivitas fotosintesis dan enzim dalam kondisi adanya NaCl.

 Interakasi antara NaCl dengan Si berbeda beda untuk masing-masing spesies dan varietas. Dalam Studi ini menunjukkan bahwa efek yang bersifat memperbaiki dari Si lebih menonjol terjadi pada genotipe tebu yang sensitif garam dibandingkan tebu yang toleran garam. Menurut Ashral et al. (2010) perbedaan respon genotip terhadap Si berhubungan dengan ukuran aliran bypass dan/atau sifat yang mempengaruhi polimerasi silikat.

DAFTAR PUSTAKA

Ashraf M., Rahmatullah., M. Afzal., R. Ahmed., F. Mujeeb., A. Sarwar, & L. Ali. 2010. Alleviation of detrimental effects of NACl by Silicon nutrition in salt-sensitive and salt-tolerant genotypes of sugarcane (Saccharum officinarum L.). Plant Soil (326): 381-391.

Hartatik, D., K.A. Wijaya, C. Bowo. 2017. Respon Pertumbuhan Tanaman Tebu Varietas Bululawang dan Hari Widodo Dengan Pemberian Silika. Berkala Ilmiah Pertanian.

Mativchenkov, V.V., and D.V. Calvert. 2002. Silicon As A Beneficial Element For Sugarcane. Journal American Society of Sugarcane Technologist. (22): 21-30.

Mulyadi, M. dan A. Toharisman. 2003. Silikat: Hara Fungsional yang Berperan dalam Meningkatkan Produktivitas Tebu. Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia. 1-14.

Mulyadi, M. dan A. Toharisman. 2008. Peran Pupuk Silikat SiplusHS dalam Meningkatkan Produktivitas Tebu. Seminar Sehari: Peran Teknologi dalam Mendukung Industri Gula yang Tangguh dan Berdaya Saing.

Pawirosoemadi, M. 2011. Dasar-dasar Teknologi Budidaya Tebu dan Pengolahan Hasilnya. UM Press. Malang. p 224-226.

Pikukuh, P., Djajadi, S.Y. Tyasmoro, N. Aini. 2015. Pengaruh Frekuensi dan Konsentrasi Penyemprotan Pupuk Nano Silika (Si) Terhadap Pertumbuhan Tanaman Tebu. Jurnal Produksi Tanaman. 3 (3): 249-258.

Savant, N. K, Korndorfer, G. H., L. E. Datnoff and G. H. Snyder. 1999. Silicon nutrition and sugarcane production: a review. Journal Plant and Nutrition. 22 (12): 1853-1903.

Toharisman, A., M. Mulyadi dan A. Rasjid. 2010. A New Formulated Silicon Fertilizer for Better Sugarcane Production. Indonesian Sugar Research Institute. 1-4.

Yukamgo, E. dan N.W. Yuwono. 2007. Peran Silika Sebagai Unsur Bermanfaat pada Tanaman Tebu. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan. 7 (2):103-116.

Zargar, S.M., R. Mahajan, J.A. Bhat, M. Nazir, and R. Deskmukh.2019. Role of Silicon in Plant stress Tolerance: Opportunities to Achieve a Suistainable Cropping System. 3 Biotech. 9: 73